Stany Zjednoczone opracowują reaktor na odpady nuklearne
Wydarzenia, które miały miejsce w Fukushimie w 2011 roku, zmusiły wielu do zrewidowania swojego stosunku do energetyki jądrowej. Po wypadku w elektrowni jądrowej w Japonii, świat przetoczyła się fala zamykania elektrowni jądrowych, niektóre kraje zdecydowały się całkowicie zrezygnować z pokojowego atomu. Jednocześnie niektóre firmy szybko znalazły swoje miejsce i nadal promują na rynku bezpieczniejsze formy wytwarzania energii jądrowej. Jedna z takich firm była w stanie pozyskać finansowanie, aby zrealizować plany. Amerykańska firma „Transatomic Power” została właścicielem dwóch milionów dolarów otrzymanych z Funduszu Założycieli. Pieniądze należy przeznaczyć na budowę reaktora na stopioną sól, który może być „zasilany” odpadami nuklearnymi.
Transatomic Power ma bliskie powiązania z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Firma koncentruje się obecnie na zwiększaniu wydajności energetyki jądrowej, koncentrując się na mniejszych, ale bardzo wydajnych jednostkach, które mogą być budowane fabrycznie, a następnie dostarczane na miejsce montażu. Specjalistom firmy udało się już stworzyć system, który jest w stanie wykorzystywać różnorodne paliwa, w tym materiały uznawane za odpady w tradycyjnej energetyce jądrowej.
![]()
Mówimy o reaktorach rozpadu soli, które są atrakcyjne, ponieważ są praktycznie odporne na stopienie rdzenia, jak ten, który miał miejsce w japońskiej elektrowni jądrowej w Fukushimie. W takich reaktorach stosowana jest mieszanina soli z paliwem jądrowym, co pozwala na znaczne spowolnienie procesu reakcji łańcuchowej zachodzącej w reaktorze. W momencie wzrostu temperatury w rdzeniu sól rozszerza się i prowadzi do zmniejszenia szybkości rozszczepiania. Ponieważ temperatura topnienia soli jest wyższa niż temperatura rdzenia, nawet w sytuacji awaryjnej, w której nikt nie może podjąć pilnych działań, reakcja stopniowo wygaśnie. Ta technologia była proponowana wcześniej, ale Transatomic Power twierdzi, że udało im się ją ulepszyć, poprawiając wewnętrzną geometrię reaktora jądrowego. To właśnie te zmiany umożliwiają wykorzystanie jako paliwa odpadów promieniotwórczych lub uranu o poziomie wzbogacenia zaledwie 1,8%.
Nowe osiągnięcia Transatomowej Mocy są interesujące przede wszystkim dlatego, że nie można ich wykorzystać do tworzenia bronie materiały radioaktywne. Obecnie reaktory firmy są w stanie wyprodukować 500 MW mocy - ułamek mocy generowanej przez standardowe elektrownie jądrowe - ale są znacznie mniejsze i generują tylko ułamek odpadów w porównaniu z dużymi elektrowniami. Dwa miliony dolarów na rozwój firmy pozwolą jej zweryfikować zbudowany przez siebie reaktor. Kolejnym krokiem będzie budowa gotowej wersji elektrowni jądrowej. Zgodnie z oczekiwaniami pierwsza próbka takiej stacji będzie kosztować 1,7 mld dolarów. Jednocześnie komercyjna produkcja takich reaktorów może ruszyć już w 2020 roku. Uruchomienie produkcji tych reaktorów byłoby dużym krokiem naprzód dla całego przemysłu jądrowego.
![В США разрабатывают реактор, работающий на ядерных отходах]()
Reaktory na stopioną sól
Reaktory stopionych soli (reaktory cieczowo-solne - ZhSR lub MSR, Molten Salt Reactor) to jeden z typów reaktorów rozszczepienia jądrowego, w których rolę głównego chłodziwa pełni specjalna mieszanina stopionych soli, która jest w stanie pracować przy bardzo wysokich temperatury, utrzymując przy tym niskie ciśnienie. Zmniejsza to naprężenia mechaniczne wewnątrz reaktora i zwiększa jego poziom bezpieczeństwa. Płynne paliwo jądrowe jest również chłodziwem, co umożliwia uproszczenie konstrukcji reaktora, wyrównanie wypalenia paliwa i wymianę paliwa bez wyłączania reaktora.
Reaktory MSR pracują w dość wysokiej temperaturze: 600–700 °C, która nadal nie przekracza temperatury wrzenia roztopionej soli. Z tego powodu ciśnienie w reaktorze jądrowym jest utrzymywane nieco wyższe - 1 kg / cm2, co pozwala reaktorowi obejść się bez drogiego i ciężkiego naczynia. Kolejną ważną zaletą jest mały rdzeń reaktora, co z kolei oznacza użycie mniejszej ilości materiałów ekranujących. Jednym z rodzajów stosowanych w nich płynów są płyny na bazie fluorku toru-232 i uranu-233. Rektorzy na podstawie cyklu toru lub uranu.
Jednocześnie w wielu konstrukcjach reaktorów paliwo jądrowe jest rozpuszczane w stopionym fluorku chłodziwa - w soli tetrafluorkowej. Do stopu dodaje się również beryl i lit. Zużycie paliwa jądrowego szacuje się na około 1 tonę toru na 1000 MW wyprodukowanej energii. Jednocześnie rektor produkuje rocznie tylko około tony wysoko radioaktywnych odpadów. Z tej tony 83% ustabilizuje się po 10 latach, a pozostałe 17% będzie musiało zostać zakopane przez długi czas (300-500 lat). Jednocześnie reaktor wytwarza tylko 30 gramów plutonu, dlatego reaktory ze stopionymi solami nie mogą być wykorzystywane do produkcji plutonu przeznaczonego do broni. Obecnie potwierdzone światowe zasoby toru wynoszą 2,23 mln ton, a przybliżoną wielkość nieodkrytych zasobów szacuje się na kolejne 2,13 mln ton.
![]()
Należy zauważyć, że dziś technika MSR nie jest jeszcze tak dobrze zbadana nawet wśród inżynierów przemysłu jądrowego. W którym historia takich reaktorów sięga końca lat 40. ubiegłego wieku. Do końca lat 1960. trwały próby adaptacji tych reaktorów, biorąc pod uwagę ich niewielkie rozmiary, jako źródła zasilania samolotów. Pierwszy działający reaktor był gotowy w 1954 roku i udało się nawet wyposażyć w taki reaktor bombowiec B-36. Jednak międzykontynentalne pociski balistyczne i ogólny rozwój technologii rakietowych położyły kres samolotom, które mogły pozostawać w powietrzu przez tygodnie bez tankowania.
Głównym powodem, dla którego reaktory MSR nie były szeroko stosowane (pomimo ogromnych zapasów surowców i niewielkiej ilości odpadów) jest fakt, że tor nie był surowcem do produkcji broni jądrowej. Już w latach 1950. i 60. zainteresowanie rozwojem elektrowni jądrowych wykorzystujących tor zaczęło słabnąć. Powodem tego był wybuch zimnej wojny. W tym czasie megatony były znacznie ważniejsze niż megawaty. Teraz jest odwrotnie: megawaty powstają z megaton. Około jedna trzecia paliwa jądrowego pochodzi ze zredukowanej i przestarzałej broni jądrowej - uranu i plutonu przeznaczonego do broni.
Źródła informacji:
http://gearmix.ru/archives/14092
http://www.atomic-energy.ru/video/28796
https://ru.wikipedia.org
Transatomic Power ma bliskie powiązania z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Firma koncentruje się obecnie na zwiększaniu wydajności energetyki jądrowej, koncentrując się na mniejszych, ale bardzo wydajnych jednostkach, które mogą być budowane fabrycznie, a następnie dostarczane na miejsce montażu. Specjalistom firmy udało się już stworzyć system, który jest w stanie wykorzystywać różnorodne paliwa, w tym materiały uznawane za odpady w tradycyjnej energetyce jądrowej.
Mówimy o reaktorach rozpadu soli, które są atrakcyjne, ponieważ są praktycznie odporne na stopienie rdzenia, jak ten, który miał miejsce w japońskiej elektrowni jądrowej w Fukushimie. W takich reaktorach stosowana jest mieszanina soli z paliwem jądrowym, co pozwala na znaczne spowolnienie procesu reakcji łańcuchowej zachodzącej w reaktorze. W momencie wzrostu temperatury w rdzeniu sól rozszerza się i prowadzi do zmniejszenia szybkości rozszczepiania. Ponieważ temperatura topnienia soli jest wyższa niż temperatura rdzenia, nawet w sytuacji awaryjnej, w której nikt nie może podjąć pilnych działań, reakcja stopniowo wygaśnie. Ta technologia była proponowana wcześniej, ale Transatomic Power twierdzi, że udało im się ją ulepszyć, poprawiając wewnętrzną geometrię reaktora jądrowego. To właśnie te zmiany umożliwiają wykorzystanie jako paliwa odpadów promieniotwórczych lub uranu o poziomie wzbogacenia zaledwie 1,8%.
Nowe osiągnięcia Transatomowej Mocy są interesujące przede wszystkim dlatego, że nie można ich wykorzystać do tworzenia bronie materiały radioaktywne. Obecnie reaktory firmy są w stanie wyprodukować 500 MW mocy - ułamek mocy generowanej przez standardowe elektrownie jądrowe - ale są znacznie mniejsze i generują tylko ułamek odpadów w porównaniu z dużymi elektrowniami. Dwa miliony dolarów na rozwój firmy pozwolą jej zweryfikować zbudowany przez siebie reaktor. Kolejnym krokiem będzie budowa gotowej wersji elektrowni jądrowej. Zgodnie z oczekiwaniami pierwsza próbka takiej stacji będzie kosztować 1,7 mld dolarów. Jednocześnie komercyjna produkcja takich reaktorów może ruszyć już w 2020 roku. Uruchomienie produkcji tych reaktorów byłoby dużym krokiem naprzód dla całego przemysłu jądrowego.
Reaktory na stopioną sól
Reaktory stopionych soli (reaktory cieczowo-solne - ZhSR lub MSR, Molten Salt Reactor) to jeden z typów reaktorów rozszczepienia jądrowego, w których rolę głównego chłodziwa pełni specjalna mieszanina stopionych soli, która jest w stanie pracować przy bardzo wysokich temperatury, utrzymując przy tym niskie ciśnienie. Zmniejsza to naprężenia mechaniczne wewnątrz reaktora i zwiększa jego poziom bezpieczeństwa. Płynne paliwo jądrowe jest również chłodziwem, co umożliwia uproszczenie konstrukcji reaktora, wyrównanie wypalenia paliwa i wymianę paliwa bez wyłączania reaktora.
Reaktory MSR pracują w dość wysokiej temperaturze: 600–700 °C, która nadal nie przekracza temperatury wrzenia roztopionej soli. Z tego powodu ciśnienie w reaktorze jądrowym jest utrzymywane nieco wyższe - 1 kg / cm2, co pozwala reaktorowi obejść się bez drogiego i ciężkiego naczynia. Kolejną ważną zaletą jest mały rdzeń reaktora, co z kolei oznacza użycie mniejszej ilości materiałów ekranujących. Jednym z rodzajów stosowanych w nich płynów są płyny na bazie fluorku toru-232 i uranu-233. Rektorzy na podstawie cyklu toru lub uranu.
Jednocześnie w wielu konstrukcjach reaktorów paliwo jądrowe jest rozpuszczane w stopionym fluorku chłodziwa - w soli tetrafluorkowej. Do stopu dodaje się również beryl i lit. Zużycie paliwa jądrowego szacuje się na około 1 tonę toru na 1000 MW wyprodukowanej energii. Jednocześnie rektor produkuje rocznie tylko około tony wysoko radioaktywnych odpadów. Z tej tony 83% ustabilizuje się po 10 latach, a pozostałe 17% będzie musiało zostać zakopane przez długi czas (300-500 lat). Jednocześnie reaktor wytwarza tylko 30 gramów plutonu, dlatego reaktory ze stopionymi solami nie mogą być wykorzystywane do produkcji plutonu przeznaczonego do broni. Obecnie potwierdzone światowe zasoby toru wynoszą 2,23 mln ton, a przybliżoną wielkość nieodkrytych zasobów szacuje się na kolejne 2,13 mln ton.
Należy zauważyć, że dziś technika MSR nie jest jeszcze tak dobrze zbadana nawet wśród inżynierów przemysłu jądrowego. W którym historia takich reaktorów sięga końca lat 40. ubiegłego wieku. Do końca lat 1960. trwały próby adaptacji tych reaktorów, biorąc pod uwagę ich niewielkie rozmiary, jako źródła zasilania samolotów. Pierwszy działający reaktor był gotowy w 1954 roku i udało się nawet wyposażyć w taki reaktor bombowiec B-36. Jednak międzykontynentalne pociski balistyczne i ogólny rozwój technologii rakietowych położyły kres samolotom, które mogły pozostawać w powietrzu przez tygodnie bez tankowania.
Głównym powodem, dla którego reaktory MSR nie były szeroko stosowane (pomimo ogromnych zapasów surowców i niewielkiej ilości odpadów) jest fakt, że tor nie był surowcem do produkcji broni jądrowej. Już w latach 1950. i 60. zainteresowanie rozwojem elektrowni jądrowych wykorzystujących tor zaczęło słabnąć. Powodem tego był wybuch zimnej wojny. W tym czasie megatony były znacznie ważniejsze niż megawaty. Teraz jest odwrotnie: megawaty powstają z megaton. Około jedna trzecia paliwa jądrowego pochodzi ze zredukowanej i przestarzałej broni jądrowej - uranu i plutonu przeznaczonego do broni.
Źródła informacji:
http://gearmix.ru/archives/14092
http://www.atomic-energy.ru/video/28796
https://ru.wikipedia.org
Nasze kanały informacyjne
Zapisz się i bądź na bieżąco z najświeższymi wiadomościami i najważniejszymi wydarzeniami dnia.
informacja